golpe de martillo

El golpe de martillo es el choque vertical periódico transmitido a la estructura del riel por una locomotora de vapor en movimiento. Ocurre porque las ruedas motrices no están perfectamente equilibradas, y sus partes giratorias y recíprocas (particularmente las bielas y las crucetas) crean una fuerza centrífuga desequilibrada. A medida que estos componentes se mueven, su inercia hace que la locomotora se levante ligeramente de los rieles repetidamente, para luego caer con una fuerza considerable.

La magnitud y la frecuencia del golpe de martillo dependen directamente de la velocidad de la locomotora y del desequilibrio de la masa giratoria. Una locomotora exprés típica de mediados del siglo XX podría generar golpes de martillo en el rango de 10 a 30 toneladas de carga vertical adicional sobre las ruedas. La fuerza golpea el riel a la velocidad de la locomotora, por lo que en una carrera de 60 mph, una locomotora con una disposición de manivela de cuatro tiempos produce golpes de martillo cuatro veces por cada revolución de la rueda. Las velocidades más altas y las locomotoras más pesadas producen golpes más severos, y estos golpes ocurren en rápida sucesión a lo largo de la vía.

Este golpeteo repetido causa un deterioro del riel que es completamente independiente de la carga rodante constante. La base de la vía se asienta de manera desigual, particularmente debajo de los ejes motrices. Los durmientes se agrietan, las sujeciones del riel se aflojan y la cabeza del riel desarrolla fatiga superficial y descascarillado. En vías de construcción ligera o antiguas, un golpe de martillo severo puede provocar el pandeo del riel o el ensanchamiento del ancho de vía, creando una condición peligrosa. Los operadores ferroviarios históricamente monitoreaban el golpe de martillo mediante la inspección visual de los patrones de daño de la vía y a través del ruido y la vibración que se sentían en la cabina.

Reducción del golpe de martillo

Los ingenieros y constructores de locomotoras trabajaron continuamente para minimizar el golpe de martillo mejorando el equilibrio. Esto significó reducir las masas recíprocas (bielas y pistones más ligeros), equilibrar las ruedas giratorias con contrapesos fundidos en el borde de la rueda y, en algunos casos, equilibrar parcialmente los componentes recíprocos con los giratorios. Una locomotora de vapor moderna bien equilibrada podría reducir el golpe de martillo a 8 a 12 toneladas en los golpes más fuertes. Algunos diseños, particularmente los construidos en la década de 1930 y posteriores, lograron mejores resultados mediante cálculos de equilibrio sofisticados y una mayor calidad en la fundición y el mecanizado de las ruedas.

El término aparece principalmente en la literatura de ingeniería ferroviaria británica y continental, donde el daño a la vía por locomotoras de vapor era una seria preocupación de infraestructura. Es menos común en la práctica norteamericana, donde a veces se prefería el término aumento dinámico. El fenómeno está esencialmente ausente en las locomotoras diésel y eléctricas porque sus fuerzas motrices son constantes y se distribuyen a través de múltiples ejes sin componentes recíprocos, lo que las hace mucho más suaves para la estructura de la vía.